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基于负载平衡的光网络多播机制研究

耿赟  
【摘要】: 随着网络技术的发展和用户需求的变化,多播业务日益成为一种重要的业务模式。多播业务需要大量的带宽支持,WDM技术的高速传输能力可以满足多播业务的高带宽需求,在光网络中传输多播业务能获得更好的性能,因此多播技术在WDM光网络中的应用成为研究热点,本文将对WDM光网络多播问题进行研究。 目前的网络设计方法是针对已知的网络业务需求分配网络资源,但不能适应不断变化的业务。鲁棒设计是一种新的网络设计方法,能够在业务量矩阵不定的情况下,最优化的分配网络资源来尽可能的满足各种业务需求,Valiant负载平衡方案就是一种具有鲁棒设计思想的骨干网设计方法。 本文将Valiant负载平衡思想引入到WDM光网络多播的研究之中,结合Valiant负载平衡方案和多播业务的特点,提出了一种在WDM光网络中实现多播传输的新思路。首先,本文以流量分割思想和多路径传输机制为基础,提出了两个基于负载平衡的多播算法,并且在一定约束条件下,通过推导和仿真,得到两个算法传输多播业务所需的虚链路容量。然后,在网络中发生故障时,利用其内在的多路径特性改进了两个算法以实现对多播业务的保护。最后,将基于负载平衡的多播算法与通过构建光树实现多播的算法进行性能对比。 本文比较了各种不同的多播算法,通过对满足相同约束的不同业务量矩阵进行链路流量计算,和对动态到达的业务建立连接进行仿真,考察了新多播机制的性能。仿真结果和分析表明,两种多播算法都达到了平衡负载的效果,将链路容量设置为本文推导出的理论值,可以传输满足约束的任意业务量矩阵,计算结果也验证了链路容量设置公式的正确性;在网络存在链路故障时,只要适当的增加链路容量,仍然可保证传输满足约束的任意业务量矩阵或部分业务量矩阵;在动态业务环境和各种网络状况下,两种多播算法都达到了较低的阻塞率,获得了较高的性能增益。这些结论表明,本文提出的基于负载平衡的多播机制具有较好的网络性能和网络生存性。


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